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汽車測試

汽車產業的機械材料和組件測試

汽車產業正經歷重大變革 — 電動化正徹底改變驅動技術,並帶來安全、性能和永續性方面的新挑戰。

ZwickRoell 身為機械和多功能材料和組件測試的領先供應商,我們為製造商和供應商提供各種實現創新的解決方案。 我們的測試方法符合材料、結構和驅動組件的最新要求,為品質和效率樹立了標竿。無論客戶需要符合國際標準的標準測試,或是客製化的測試概念,憑藉豐富的經驗及頂級專業技術,我們將全力支援您邁向未來行動科技的新時代。

從高強度鋼和鋁合金等輕量化結構,到電池系統和電動驅動系統的測試,ZwickRoell 是您在新能源汽車時代中材料和組件測試的可靠合作夥伴。

電動車 底盤 車身 引擎與驅動 內裝與安全 自動化 有趣的客戶項目 尋求諮詢

電氣化 / 電動交通

電動車電動化為汽車產業帶來新挑戰-從電池的安全、性能和使用壽命,到電動馬達的效率及燃料電池的多功能測試。

  • 為評估鋰離子電池在真實應用情況下的負載能力、效率和安全性,並確保符合最高品質標準的要求,在電池測試中務必要進行機械、電氣和熱負載等相關測試。
  • 髮夾式繞組技術和新型電工鋼片雖可優化電動馬達的性能和耐用性,但也為生產帶來重大挑戰。 因此,創新的測試方法對於分析精確的材料特性與製程流程極為重要。
  • 同時,開發燃料電池時也需要進行詳細的材料測試,以確保氣體擴散和耐化學性等方面的性能。

ZwickRoell 採用最先進的測試技術,協助製造商和供應商進行可靠的產品測試和持續性的開發。 無論是電池碰撞測試、動態材料測試,還是高精確模擬分析所需的材料資料,ZwickRoell 都能為未來行動科技提供客製化解決方案。

電池開發 / 電池測試的測試解決方案: 電動車鋰電池
電池測試
適用於電池組件、電池單元、模組和高壓儲能系統開發和生產的測試解決方案
到 電池技術/鋰電池測試
氫燃料電池
氫能 | 燃料電池測試
到 燃料電池測試
電動馬達測試:髮夾測試;在一電動馬達中髮夾銅線的特寫
電動馬達測試
對稱為髮夾式繞組的塗層矩形銅線和電工鋼片進行特性分析,以提高電動馬達的效率
到 電動馬達測試

底盤測試

車輛的底盤對整體安全性、行駛穩定性、駕駛舒適性以及燃油效率至關重要,而電動化的轉型則為測試帶來了新的挑戰。

  • 其中一項關鍵議題是對大型鑄造結構組件(巨型鑄件)的測試。 這些底盤壓鑄件可大幅減少車輛的組件數量,從而降低生產的複雜性。 這些新技術讓車體壁厚變薄,進而減輕車輛重量。 在這些大型組件的凝固過程中,可能會出現氣孔或裂縫等缺陷。 由於這些都是結構組件,必須符合最高安全標準,因此全面性的測試顯得格外重要。 該項測試的困難之處在於,這些組件具有非常複雜的幾何形狀,但卻需取出平面拉伸試樣,意味著可用的試樣尺寸非常有限。 為進行這類微型拉伸測試,ZwickRoell 提供專為巨型鑄件所製微型拉伸試樣設計的短夾式液壓夾具,足以應對夾持並確保精確測量。 必須使用平面拉伸試樣,因為若改用圓形試樣,需進行會去除試樣外層的機械加工,而該外層對評估鑄件品質至關重要。
  • 懸吊彈簧避震器共同作用,作為底盤和車身之間的減震元件,這攸關現代車輛的乘坐舒適性和行駛安全性。 彈簧和減震器的測試變得日益重要,特別是對電動車而言,藉此可優化調整行駛行為,以因應電池系統所帶來的額外重量螺旋彈簧是汽車應用的首選。 ZwickRoell 彈簧測試系統具備獨特的多軸測量平台,最多可配備 9 組荷重元,能高精度記錄軸向力、橫向力及力的作用線,並可依照標準自動測定所有彈簧特性,包括穿透點、彈簧係數、阻滯力和包絡圓等。
  • 在汽車產業,輪框一般由鋼、輕金屬或複合材料製成,再與輪胎組合成為車輪。輪胎由具有各種物理性質的材料組成的複雜複合體。ZwickRoell 測試系統可用於測定輪圈、輪框與輪胎的準靜態與動態性能,這涵蓋從橡膠、紡織品和電線的標準測試,還包括對於整個輪子/輪圈/輪胎系統的測試。
螺旋彈簧特寫—底盤的螺旋彈簧測試
螺旋彈簧測試
到 螺旋彈簧測試
車輪、輪輞及輪胎
ZwickRoell針對輪胎的每個組件 - 輪輞、輪胎以及刹車,都提供了獨立的測試解決方案。
到 車輪、輪輞及輪胎
轉向系統測試:測試後的轉向拉桿
轉向系統
到 轉向系統

車身測試

為了滿足日益增加的對乘客保護、輕量化結構與功能性的要求,現代化的自立式車身正轉變為愈趨複雜的混合式結構。因此,如今除了傳統鋼材等級外,也越來越多地使用高強度至超高強度鋼、鋁材,以及 塑膠材料

車身測試:金屬材料

金屬汽車工程中扮演著核心角色 — 可確保穩定性、安全性和耐用性,並且容易被加工。從高強度鋼和鋁合金等輕量化結構到複雜的鑄鍛組件,金屬材料都必須能夠承受最高的負載。

  • 評估和特性分析的基礎,是依據 ISO 6892-1ASTM E8 標準進行的金屬拉伸測試,其中包括 r 值相關參數的測定。 這些測試用於分析金屬板材的基本強度值。
  • 此外,在現代車身結構設計中,金屬板材成形 測試方法VDA 238-100 小型板材彎曲測試扮演著重要角色,以盡可能善用材料。
  • 在車禍發生時,例如於車身結構中,會出現極高的應變率。 為精準評估並優化所用材料和組件的安全和碰撞性能,必須知道在這些條件下車身會出現的行為。 透過在 HTM 系列高速試驗機進行的高速拉伸測試,即可獲得所需的特徵值。
  • 此外,斷裂韌性 KIc 是評估金屬材料斷裂強度的關鍵參數。 該參數可說明裂縫擴展的阻力,是根據 ASTM E399 標準在預定義裂縫試樣上進行測定所得的結果。

ZwickRoell 提供所有必要的測試方法,以校正常見的材料和失效模型,從而協助開發安全且高性能的車輛結構。

ASTM E8 / ASTM E8M:金屬在環境溫度下的拉伸測試
金屬 | 拉伸測試(環境溫度)
ASTM E8
到 金屬拉伸測試 ASTM E8
ISO 6892-1:適用於金屬 / 鋼材拉伸測試的試驗標準
金屬 | 拉伸測試(環境溫度)
ISO 6892-1
到 根據 ISO 6892-1 對金屬進行拉伸測試
ISO 10113 的 r 值計算
金屬 | 薄板 | r-值
ISO 10113
到 根據 ISO 10113 計算 r 值
根據 ISO 10275 測試硬化指數或n值
金屬 | 薄板 | n-值
ISO 10275
到 n 值計算滿足 ISO 10275
金屬薄板成型測試方法
到 金屬薄板成型的測試方法
高速拉伸測試
到 高速拉伸測試
根據 ASTM E399,用於測定臨界應力強度因子 K1C 的試樣夾具
金屬 | 破裂力學中的臨界應力強度因子 K1C
ASTM E399
到 ASTM E399 臨界應力強度因子 K1C(K 概念)

車身測試:塑膠材料:

車輛輕量化結構需求的增加,加上電動化帶來的新要求,塑膠零件在汽車工程中的應用因而日益廣泛。 這也帶來新的挑戰,因為在模擬分析(如撞擊模擬)中,現在也必須為塑膠開發合適的材料模型。

除了傳統的靜態塑膠材料特性分析之外,為了評估塑膠在極端條件下的行為,如高速拉伸測試穿透測試高速測試也變得日益重要。 此外,為確保塑膠及其接頭的長期彈性,塑膠疲勞試驗也扮演越來越重要的角色。 CAMPUS(統一標準電腦輔助材料預選)是一個由材料製造商組成的網絡,旨在透過統一的測試標準提高測試結果的可比性,從而為車身結構中塑膠疲勞測試的標準化奠定基礎。 ZwickRoell 積極參與這一倡議,因此始終掌握最新的測試方法。

ISO 527-1 & ISO 527-2: 塑膠拉伸測試
塑膠 | 拉伸測試
ISO 527-1、ISO 527-2
到 拉伸測試ISO 527-1/-2
根據 ASTM D638 標準對塑膠進行拉伸試驗,以測定拉伸性能
塑膠 | 拉伸測試
ASTM D638
到 拉伸性能 ASTM D638
高應變率下的拉伸測試 ISO/CD 22183、ISO 18872、SAE J 2749
塑膠 | 高應變率下的拉伸測試(高速拉伸測試)
ISO 18872, ISO 18989 (draft), VDA 287, SAE J2749
碰撞模擬
到 高應變率下的拉伸測試 ISO/CD 22183、ISO 18872、SAE J 2749
根據 ISO 6603-2、ISO 7765-2、ASTM D 3763 對測試板進行穿刺測試
塑膠 | 測試板的穿刺測試
ISO 6603-2,ASTM D3763
到 測試板穿刺測試 ISO 6603-2、ISO 7765-2、ASTM D3763

引擎與驅動系統測試(內燃機)

引擎和驅動組件的機械材料測試,攸關內燃機和傳動系統的可靠性和性能。 連桿、曲軸、閥彈簧和離合器等組件在運轉過程中會承受高機械負載,因此必須經過嚴格的測試。 這些測試包括疲勞測試、硬度測試和扭矩測試,有助於確保組件的使用壽命和安全性。 ZwickRoell 提供標準化和客製化的測試解決方案,以符合汽車產業的特定需求。

馬達機組測試
發動機組件
ZwickRoell在發動機開發中可以提供大量的測試解決方案,用於測試新材料在真實應用情況以及更高負載下的性能。
到 發動機組件
傳動系統
離合器、驅動軸以及齒輪測試。ZwickRoell為傳動系統測試提供多樣化的解決方案。
到 傳動系統
測定金屬的熱機械疲勞 使用感應加熱系統對試樣進行加熱,同時將試樣置於拉伸力作用下。 在過程中用感測器臂延伸計測量應變。
金屬 | 熱機械疲勞 (TMF)
ASTM E2368、ISO 12111
到 熱機械疲勞

內部和安全組件的測試

汽車座椅的舒適度測試開關和按鈕的制動測試電磁閥的力位移特性分析,或安全氣囊和安全帶系統的機械測試-ZwickRoell 皆可提供精確的測試解決方案,以符合車輛內裝的多種測試需求,確保量產前舒適性、功能性與安全性即獲得充分驗證。

ZwickRoell 在汽車產業中的座椅測試
汽車座椅測試
用於對汽車座椅、頭枕以及中間扶手進行各種靜態、動態測試的解決方案。
到 座椅
DIN EN 1492: 用於安全帶測試的滾輪夾具
安全帶和安全氣囊測試
到 安全組件
電磁閥測試:電磁促動器的功能性測試
電磁閥測試
電磁促動器可在如電動解鎖系統中使用。
到 電磁閥測試

汽車測試 —— 自動化的應用可能性

自動化測試系統幾乎是所有領域不可或缺的一環,能夠在降低成本與提升靈活性的同時,獲得精確、可再現的結果。

透過使用最新的機器人技術,可實現全天候持續測試,不僅縮短測試時間,亦可大幅減少人工操作,從而降低操作人員對測試結果的影響。 然而,在汽車產業環境中,測試數量通常不高,無法證明完全自動化測試的合理性。 ZwickRoell 的 ALEX 測試系統是一款高度精確的自動化測試平台,專為小批量測試而設計,能穩定、高效地提供準確且具可比性的測試結果,並可依照您的需求優化自訂。

對我們的自動化測試系統有任何疑問嗎?

 

我們的產品專家很樂意為您提供建議。

 

與我們聯繫

Dr. Simon Vitzthum-ZwickRoell GmbH & Co. KG 全球產業經理

關於作者:

Dr. Simon Vitzthum

全球產業經理主管

  • 負責 ZwickRoell 中有關行動科技與電池領域測試解決方案的策略開發
  • 汽車產業中的機械材料和組件測試專家
  • 慕尼黑工業大學成形技術與鑄造工程系(utg)擁有多年研究經驗
  • 主持多項與領先汽車製造商合作的雙邊研究專案
  • 學術聚焦: 金屬板材特性分析原位繞射實驗
  • 2023 年博士論文主題:高強度鋼材的彈塑性特性分析

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電動馬達測試:髮夾測試;在一電動馬達中髮夾銅線的特寫
電動馬達測試
對稱為髮夾式繞組的塗層矩形銅線和電工鋼片進行特性分析,以提高電動馬達的效率
到 電動馬達測試
螺旋彈簧特寫—底盤的螺旋彈簧測試
螺旋彈簧測試
到 螺旋彈簧測試
馬達機組測試
發動機組件
ZwickRoell在發動機開發中可以提供大量的測試解決方案,用於測試新材料在真實應用情況以及更高負載下的性能。
到 發動機組件
傳動系統
離合器、驅動軸以及齒輪測試。ZwickRoell為傳動系統測試提供多樣化的解決方案。
到 傳動系統
車輪、輪輞及輪胎
ZwickRoell針對輪胎的每個組件 - 輪輞、輪胎以及刹車,都提供了獨立的測試解決方案。
到 車輪、輪輞及輪胎
轉向系統測試:測試後的轉向拉桿
轉向系統
到 轉向系統
ZwickRoell 在汽車產業中的座椅測試
汽車座椅測試
用於對汽車座椅、頭枕以及中間扶手進行各種靜態、動態測試的解決方案。
到 座椅
DIN EN 1492: 用於安全帶測試的滾輪夾具
安全帶和安全氣囊測試
到 安全組件
電磁閥測試:電磁促動器的功能性測試
電磁閥測試
電磁促動器可在如電動解鎖系統中使用。
到 電磁閥測試
電池開發 / 電池測試的測試解決方案: 電動車鋰電池
電池測試
適用於電池組件、電池單元、模組和高壓儲能系統開發和生產的測試解決方案
到 電池技術/鋰電池測試

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